專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有場電極(field plate)構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
專利文獻I公開了在半導(dǎo)體層的表面的一部分形成絕緣膜，并在半導(dǎo)體層及絕緣膜的表面整體形成金屬層的半導(dǎo)體裝置的制造方法。在該半導(dǎo)體裝置的制造方法中，實施用于使絕緣膜為期望的形狀的曝光及顯影處理，以及用于使金屬層為期望的形狀的曝光及顯影處理(以下稱為金屬膜用曝光處理)。而且，在金屬層之中半導(dǎo)體層上的部分作為柵極電極起作用，絕緣膜上的部分作為場電極起作用。
專利文獻I :日本特開2005-093864號公報專利文獻2 日本特開2007-005379號公報專利文獻3 日本特開平08-148508號公報

發(fā)明內(nèi)容
為了形成場電極，在絕緣膜形成開口并在該開口及絕緣膜的表面形成金屬層。優(yōu)選作為絕緣膜上的金屬層的場電極相對于開口中心形成于既定位置。然而，由于金屬膜用曝光處理的偏差，相對于開口中心的場電極構(gòu)造位置存在偏差。因此，半導(dǎo)體裝置的特性存在偏差。本發(fā)明是為了解決如上所述的課題而做出的，其目的在于，提供能夠相對于絕緣膜的開口中心無偏差地形成場電極構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置的制造方法。本申請的發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于，具備在半導(dǎo)體層的表面形成絕緣膜的工序；在該絕緣膜的表面形成具有開口的抗蝕劑的工序；使與該抗蝕劑進行交聯(lián)反應(yīng)的圖案收縮劑附著在該抗蝕劑、在該抗蝕劑的內(nèi)周形成硬化層的工序；以該抗蝕劑及該硬化層作為掩模蝕刻該絕緣膜的工序；除去該硬化層的工序；在該半導(dǎo)體層、該絕緣膜以及該抗蝕劑的表面形成金屬層的工序；以及通過剝離法(lift-off)除去該抗蝕劑及該抗蝕劑的表面的該金屬層的工序。依據(jù)本發(fā)明，不進行金屬膜用曝光處理，就能夠相對于絕緣膜的開口中心無偏差地形成場電極構(gòu)造。


圖I是示出本發(fā)明的實施方式I的半導(dǎo)體裝置的制造方法的流程圖。圖2是示出在半導(dǎo)體層的表面形成有絕緣膜的圖。圖3是示出在絕緣膜的表面形成有抗蝕劑的圖。圖4是示出在抗蝕劑形成有開口的圖。圖5是示出通過RELACS處理形成有硬化層的圖。圖6是示出已蝕刻絕緣膜的圖。
圖7是示出已除去硬化層的圖。圖8是示出形成有金屬層的圖。圖9是示出通過剝離法形成有具備場電極構(gòu)造的柵極電極的圖。圖10是示出本發(fā)明的實施方式I的半導(dǎo)體裝置的制造方法的變形例的圖。圖11是示出本發(fā)明的實施方式2的半導(dǎo)體裝置的制造方法的流程圖。
圖12是示出在半導(dǎo)體層的表面形成有第I絕緣膜、在第I絕緣膜的表面形成有第2絕緣膜的圖。圖13是示出通過蝕刻形成有具有開口的第I絕緣膜和具有開口的第2絕緣膜的圖。圖14是示出已選擇蝕刻第2絕緣膜的圖。圖15是示出具備多級形狀的場電極構(gòu)造的柵極電極的圖。標號說明30襯底；32半導(dǎo)體層；34絕緣膜；36抗蝕劑；38a、38b硬化層；40金屬層；40a具備場電極構(gòu)造的柵極電極。
具體實施例方式實施方式I.圖I是示出本發(fā)明的實施方式I的半導(dǎo)體裝置的制造方法的流程圖。沿著圖I對本發(fā)明的實施方式I的半導(dǎo)體裝置的制造方法進行說明。首先，在半導(dǎo)體層的表面形成絕緣膜(步驟10)。參照圖2說明步驟10。圖2是示出在半導(dǎo)體層32的表面形成有絕緣膜34的圖。半導(dǎo)體層32形成于襯底30的表面。襯底30用SiC形成，半導(dǎo)體層32用GaN/AlGaN形成。而且，在半導(dǎo)體層32的表面用SiN形成絕緣膜34。接著，在絕緣膜34的表面形成抗蝕劑(步驟12)。參照圖3說明步驟12。圖3是示出在絕緣膜34的表面形成有抗蝕劑36的圖?？刮g劑36包含因感光而向酸性變化的材料。接著，在抗蝕劑36形成開口(步驟14)。參照圖4說明步驟14。圖4是示出在抗蝕劑形成有開口的圖。在步驟14中，使抗蝕劑之中在本工序后應(yīng)開口的部分曝光并實施顯影處理，形成具有開口的抗蝕劑36a (以下稱為抗蝕劑36a)。通過顯影處理除去抗蝕劑的感光部分，但在抗蝕劑36a的內(nèi)周部殘留有限的酸成分。接著，通過RELACS(化學(xué)收縮輔助的分辨率增強光刻Resolution EnhancedLithography Assistedby Chemical Shrink)處理形成硬化層(步驟16)。參照圖5說明步驟16。圖5是示出通過RELACS處理形成有硬化層38a及38b的圖。通過使以抗蝕劑36a的酸成分作為催化劑進行交聯(lián)反應(yīng)的圖案收縮劑附著在抗蝕劑36a而形成硬化層38a及38b。交聯(lián)反應(yīng)通過加熱處理而發(fā)生。通過在抗蝕劑36a的內(nèi)周形成硬化層38a及38b，開口寬度(絕緣膜34露出的寬度)相比抗蝕劑36a的開口寬度收縮硬化層38a及38b的量。接著，蝕刻絕緣膜34(步驟18)。參照圖6說明步驟18。圖6是示出已蝕刻絕緣膜的圖。以抗蝕劑36a以及硬化層38a和38b作為掩模蝕刻絕緣膜。用利用氟基的干法蝕亥IJ、氟酸類濕法蝕刻或并用兩者的蝕刻來進行該蝕刻。通過該蝕刻形成具有開口的絕緣膜34a。
接著，除去硬化層(步驟20)。參照圖7說明步驟20。圖7是示出已除去硬化層的圖。通過強堿藥液(強7力力U薬液)除去硬化層。通過除去硬化層，位于硬化層之下的“具有開口的絕緣膜34a”的一部分露出于表面。接著，形成金屬層(步驟22)。參照圖8說明步驟22。圖8是示出形成有金屬層40的圖。金屬層40在半導(dǎo)體層32、具有開口的絕緣膜34a以及抗蝕劑36a的表面形成。接著，通過剝離法形成具備場電極構(gòu)造的柵極電極(步驟24)。參照圖9說明步驟24。圖9是示出通過剝離法形成有具備場電極構(gòu)造的柵極電極40a的圖。用剝離法除去抗蝕劑36a及其表面的金屬層，在半導(dǎo)體層32和具有開口的絕緣膜34a的表面殘余金屬層。殘余的金屬層成為具備場電極構(gòu)造的柵極電極40a。此外，場電極構(gòu)造是在具有開口的絕緣膜34a的表面殘余的金屬層。本發(fā)明的實施方式I的半導(dǎo)體裝置的制造方法具備上述的工序。
依據(jù)本發(fā)明的實施方式I的半導(dǎo)體裝置的制造方法，形成硬化層38a及38b，在使開口寬度收縮的狀態(tài)下蝕刻絕緣膜，在除去硬化層38a及38b而擴大開口寬度的狀態(tài)下形成具備場電極構(gòu)造的柵極電極40a。因此，不需要金屬膜用曝光處理，能夠相對于絕緣膜的開口中心無偏差地形成場電極構(gòu)造。另外，不需要金屬膜用曝光處理，因而能夠簡化工序。圖10是示出本發(fā)明的實施方式I的半導(dǎo)體裝置的制造方法的變形例的圖。如該圖所示，也可以使絕緣膜作為由具有開口的絕緣膜34a及用SiOx形成的絕緣膜33的層疊構(gòu)造。也可以這樣地層疊2種以上的膜而形成絕緣膜。實施方式2.圖11是示出本發(fā)明的實施方式2的半導(dǎo)體裝置的制造方法的流程圖。在該流程圖之中，標記與圖I相同標號的工序如上所述，因而省略其說明。首先，在半導(dǎo)體層的表面形成第I絕緣膜及第2絕緣膜(步驟10a)。參照圖12說明步驟10a。圖12是示出在半導(dǎo)體層32的表面形成有第I絕緣膜50、在第I絕緣膜50的表面形成有第2絕緣膜52的圖。第I絕緣膜50用SiN形成，第2絕緣膜52用SiOx形成。接著，步驟12、14及16結(jié)束時，以抗蝕劑54和硬化層56a及56b為掩模，蝕刻第I絕緣膜50及第2絕緣膜52(步驟18a)。參照圖13說明步驟18a。圖13是示出通過蝕刻形成有具有開口的第I絕緣膜50a (以下稱為第I絕緣膜50a)及具有開口的第2絕緣膜52a(以下稱為第2絕緣膜52a)的圖。接著，選擇蝕刻第2絕緣膜52a(步驟19)。參照圖14說明步驟19。圖14是示出已選擇蝕刻第2絕緣膜52a的圖。用利用氟基的干法蝕刻、氟酸類濕法蝕刻或者并用兩者來蝕刻第2絕緣膜52a。通過該蝕刻，第2絕緣膜52b的開口寬度變得比第I絕緣膜50a的開口寬度寬。此外，第2絕緣膜52b的開口寬度比抗蝕劑54的開口寬度窄。接著，對步驟20、22及24進行處理，形成具備多級形狀的場電極構(gòu)造的柵極電極。圖15是示出具備多級形狀的場電極構(gòu)造的柵極電極60的圖。場電極構(gòu)造通過具有置于第I絕緣膜50a的部分和具有置于第2絕緣膜52b的部分而成為多級形狀。這樣使場電極構(gòu)造為多級形狀，能夠提高半導(dǎo)體裝置的耐壓。這樣，依據(jù)本發(fā)明的實施方式2的半導(dǎo)體裝置的制造方法，通過使第2絕緣膜52為能相對于第I絕緣膜50選擇蝕刻的材料，能夠形成具備多級形狀的場電極構(gòu)造的柵極電極60。另外，在選擇蝕刻第2絕緣膜52a時不蝕刻第I絕緣膜50a，因而能夠抑制柵極開口部的側(cè)面蝕刻。本發(fā)明的實施方式2的半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于，使用多種膜作為絕緣膜而使場電極構(gòu)造為多級形狀。因此，只要能夠選擇蝕刻，絕緣膜的種類也可為2種以上。另外，也可以除去 硬化層后進行選擇蝕刻，也可以多次進行選擇蝕刻來調(diào)整絕緣膜的開口寬度。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，具備 在半導(dǎo)體層的表面形成絕緣膜的工序； 在所述絕緣膜的表面形成具有開口的抗蝕劑的工序； 使與所述抗蝕劑進行交聯(lián)反應(yīng)的圖案收縮劑附著在所述抗蝕劑、在所述抗蝕劑的內(nèi)周形成硬化層的工序； 以所述抗蝕劑及所述硬化層作為掩模蝕刻所述絕緣膜的工序； 除去所述硬化層的工序； 在所述半導(dǎo)體層、所述絕緣膜以及所述抗蝕劑的表面形成金屬層的工序；以及 通過剝離法除去所述抗蝕劑及所述抗蝕劑的表面的所述金屬層的工序。
2.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 所述抗蝕劑用因感光而向酸變化的材料形成， 在形成所述硬化層的工序之前使所述抗蝕劑感光， 所述交聯(lián)反應(yīng)以所述酸為催化劑、通過對所述圖案收縮劑進行加熱處理而發(fā)生， 所述硬化層的除去用強堿藥液進行。
3.如權(quán)利要求I或2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 所述絕緣膜層疊有不同的2種以上的膜。
4.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 所述絕緣膜層疊有能選擇蝕刻的2種以上的膜， 在形成所述金屬層的工序之前，具備對所述2種以上的膜之中的至少I個膜以開口寬度比另外的膜寬的方式進行選擇蝕刻的工序。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于，提供能夠相對于絕緣膜的開口中心無偏差地形成場電極構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置的制造方法。本申請的發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于，具備在半導(dǎo)體層的表面形成絕緣膜的工序；在該絕緣膜的表面形成具有開口的抗蝕劑的工序；使與該抗蝕劑進行交聯(lián)反應(yīng)的圖案收縮劑附著在該抗蝕劑、在該抗蝕劑的內(nèi)周形成硬化層的工序；以該抗蝕劑及該硬化層作為掩模蝕刻該絕緣膜的工序；除去該硬化層的工序；在該半導(dǎo)體層、該絕緣膜以及該抗蝕劑的表面形成金屬層的工序；以及通過剝離法除去該抗蝕劑及該抗蝕劑的表面的該金屬層的工序。
文檔編號H01L21/28GK102646582SQ201210041968
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月16日
發(fā)明者倉橋健一郎, 小山英壽, 尾上和之 申請人:三菱電機株式會社